Energy community markets under network constraints considering battery units integration

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Barbosa, Pedro Henrique Peters lattes
Orientador(a): Dias, Bruno Henriques lattes
Banca de defesa: Canizes, Bruno Miguel da Rocha lattes, Melo, Igor Delgado de
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Departamento: Faculdade de Engenharia
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/15347
Resumo: A penetração crescente de Recursos Energéticos Distribuídos (REDs) atualmente, trouxe desafios para as redes de baixa tensão tradicionais. Como consequência, o rápido avanço dessa tecnologia consolidou a posição dos prosumidores, entidades que produzem e consomem eletricidade, como membros ativos de muitas redes de distribuição. Dentre as mudanças causadas por tais avanços, as demandas dos prosumidores levaram à proliferação dos mercados de energia locais baseados em modelos centrados nos consumidores. Esses modelos de mercado permitem contratos entre as partes (peers) sem a intervenção de terceiros nas transações. Isso, entretanto, implica em possíveis violações de restrições operativas da rede elétrica onde os peers se encontram. Esse estudo, almeja abordar o tema de integração dos mercados centrados nos consumidores à rede elétrica de distribuição existente através de uma série de simulações computacionais. Para tanto, uma metodologia foi implementada no sentido de empregar baterias nos mercados centrados nos consumidores como uma maneira de agregar social welfare para uma comunidade e garantir que as restrições de rede não sejam violadas durante transações energéticas. O método descrito foca em simulações sequenciais de otimização do mercado e análise do fluxo de potência da rede de distribuição, instalando baterias nas barras e linhas que sofrem violações durante operação. As simulações sequenciais tem inicio com a solução de um problema de otimização de um mercado de energia, determinístico e não-linear, estruturado usando a ferramenta de otimização Pyomo. Em seguida, a simulação sequencial continua e usa os resultados obtidos na otimização do mercado como entrada para o problema de fluxo de potência, usando a ferramenta de simulação de sistemas de distribuição OpenDSS. Todos os estágios da metodologia proposta nesse trabalho foram simulados por um programa em Python, que encadeia os resultados de cada etapa de simulação com o início da etapa seguinte. Para validar essa estratégia, sete estudos de caso foram simulados e discutidos usando dados reais do consumo e produção de energia de prosumidores enquanto conectados a uma rede de distribuição típica da Costa Rica. Os resultados obtidos indicam potenciais ganhos para o social welfare quando instaladas baterias e uma análise caso a caso para prevenção de violações na rede.